大工16秋《土力學(xué)與地基基礎(chǔ)》期末考試復(fù)習(xí)題

1、機(jī) 密啟用前大連理工大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院2016年秋土力學(xué)與地基基礎(chǔ)期末考試復(fù)習(xí)題 注意事項(xiàng)：本復(fù)習(xí)題滿分共：400分。一、單項(xiàng)選擇題：1、下列說法中正確的是（ ）。A土抗剪強(qiáng)度與該面上總正應(yīng)力直接相關(guān) B土抗剪強(qiáng)度與該面上有效正應(yīng)力成正比 C剪切破裂面發(fā)生在最大剪應(yīng)力作用面上 D破裂面與小主應(yīng)力作用面夾角為45°+/22、擋土墻向離開土體方向偏移至土體達(dá)到極限平衡狀態(tài)，作用在墻上的土壓力為（ ）。A主動(dòng)土壓力 B被動(dòng)土壓力 C靜止土壓力 D靜水壓力3、對(duì)于（ ），較易發(fā)生沖切剪切破壞。A低壓縮性土 B中壓縮性土 C密實(shí)砂土 D軟土4、瑞典條分法在分析時(shí)忽略了（ ）。A土條間作用力 B土

2、條間法向作用力 C土條間切向作用力 D土條間應(yīng)力和應(yīng)變5、按地基承載力確定基礎(chǔ)底面積時(shí)，傳至基礎(chǔ)底面上的荷載效應(yīng)（ ）。A按正常使用極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合 B按正常使用極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的準(zhǔn)永久組合C應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)基本組合，采用相應(yīng)分項(xiàng)系數(shù) D應(yīng)按承載能力極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)基本組合，其分項(xiàng)系數(shù)均為1.0 6、墻下條形基礎(chǔ)底寬1m，埋深1m，承重墻傳來的豎向荷載為150kN/m，則基底壓力為（ ）。A100kPa B120kPa C170kPa D150kPa 7、計(jì)算土中自重應(yīng)力時(shí)，地下水位以下的土層應(yīng)采用（ ）。A濕重度 B飽和重度 C浮重度 D天然重度8、若代表土中某點(diǎn)

3、應(yīng)力狀態(tài)的摩爾應(yīng)力圓與抗剪強(qiáng)度包線相切，則表明土中該點(diǎn)（ ）。A任一平面上的剪應(yīng)力都小于土的抗剪強(qiáng)度 B某一平面上的剪應(yīng)力超過了土的抗剪強(qiáng)度 C在相切點(diǎn)代表平面上，剪應(yīng)力等于抗剪強(qiáng)度 D在最大剪應(yīng)力作用面上，剪應(yīng)力等于抗剪強(qiáng)度 9、當(dāng)擋土墻后的填土處于主動(dòng)極限平衡狀態(tài)時(shí)，擋土墻（ ）。A在外荷載作用下推擠墻背土體 B被土壓力推動(dòng)而偏離墻背土體C被土體限制而處于原來的位置 D受外力限制而處于原來的位置10、地基穩(wěn)定性分析中，如果采用=0分析法，這時(shí)土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)應(yīng)該采用（ ）方法測(cè)定。A三軸固結(jié)不排水試驗(yàn) B直剪試驗(yàn)慢剪 C現(xiàn)場(chǎng)十字板試驗(yàn) D標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)11、當(dāng)施工進(jìn)度快、地基土的透水性低且排

4、水條件不良時(shí)，宜選擇（ ）試驗(yàn)。A不固結(jié)不排水剪 B固結(jié)不排水剪 C固結(jié)排水剪 D慢剪12、取自同一土樣的三個(gè)飽和試樣進(jìn)行三軸不固結(jié)不排水剪切試驗(yàn)，其圍壓3分別為50、100、150kPa，最終測(cè)得的強(qiáng)度有何區(qū)別？（ ）。A3越大，強(qiáng)度越大 B3越大，孔隙水壓力越大，強(qiáng)度越小C與3無(wú)關(guān)，強(qiáng)度相似 D以上說法都不正確13、當(dāng)擋土墻向土體方向偏移至土體達(dá)到極限平衡狀態(tài)時(shí)，作用在墻上的土壓力稱為（ ）。A被動(dòng)土壓力 B主動(dòng)土壓力 C靜止土壓力 D靜止水壓力14、對(duì)于（ ），較易發(fā)生整體剪切破壞。A高壓縮性土 B中壓縮性土 C低壓縮性土 D軟土15、計(jì)算擋土墻壓力時(shí)，荷載效應(yīng)（ ）。A按正常使用極限狀

5、態(tài)下荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合 B按正常使用極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合C按承載能力極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的基本組合，采用相應(yīng)的分項(xiàng)系數(shù) D按承載能力極限狀態(tài)下荷載效應(yīng)的基本組合，但其分項(xiàng)系數(shù)均為1.0二、填空題：1、如果土層在自重作用下的固結(jié)過程尚未完成，即土層中還存在未消散完的超孔隙水壓力，則稱該土層處在_狀態(tài)。2、粘性土由一種狀態(tài)轉(zhuǎn)到另一種狀態(tài)的分界含水量稱為_。粘性土由_轉(zhuǎn)到_的界限含水量稱為液限。3、已知某土樣的壓縮系數(shù)，則該土屬_土，若該土樣在自重應(yīng)力作用下的孔隙比為，則該土樣的壓縮模量為_。4、土的抗剪強(qiáng)度需由試驗(yàn)確定。試驗(yàn)可分為_和_。 5、飽和軟粘土的靈敏度可以用_試驗(yàn)或_試驗(yàn)求得。 答案

6、解析：1、欠固結(jié)2、界限含水量 可塑態(tài) 液態(tài)3、中壓縮性 4.5154、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn) 室內(nèi)試驗(yàn)5、無(wú)側(cè)限壓縮 十字板剪切6、如果土層在自重作用下的固結(jié)過程已經(jīng)完成，而且歷史上也未承受過比自重應(yīng)力大的應(yīng)力，則稱該土層處在_狀態(tài)。 7、土是由_、_和_三相所組成的松散顆粒集合體。 8、某粘性土經(jīng)試驗(yàn)測(cè)得55，L50，P31.5，則IP_，IL_。 9、土抗剪強(qiáng)度由試驗(yàn)確定，一般來講室內(nèi)試驗(yàn)有_、_和_等。10、含水量不變，原狀土不排水強(qiáng)度與徹底擾動(dòng)后重塑土不排水強(qiáng)度之比稱為飽和軟粘土的_。答案解析：6、正常固結(jié)7、固相 液相 氣相8、18.5 1.279、直剪試驗(yàn) 三軸剪切試驗(yàn) 無(wú)側(cè)限壓縮試驗(yàn)10、靈

7、敏度11、如果土層過去承受過比現(xiàn)在自重應(yīng)力大的應(yīng)力(例如冰川覆蓋)，后來應(yīng)力降低(例如冰川后退)，土層膨脹，則稱該土層處在_狀態(tài)。 12、粘性土由一種狀態(tài)轉(zhuǎn)到另一種狀態(tài)的分界含水量稱為_。粘性土由_轉(zhuǎn)到_的界限含水量稱為縮限。 13、中心荷載作用下，基底壓力近似呈_分布，在單向偏心荷載作用下，當(dāng)偏心距時(shí)，基底壓力呈_分布；當(dāng)_時(shí)，基底壓力呈三角形分布。14、地基承受荷載的能力稱為地基承載力，通常區(qū)分為兩種承載力，分別是_和_。15、含水量不變，土經(jīng)擾動(dòng)之后強(qiáng)度下降，經(jīng)過靜置它的強(qiáng)度可隨時(shí)間而逐漸得到部分恢復(fù)的現(xiàn)象稱為粘性土的_。答案解析：11、超固結(jié)12、界限含水量 固態(tài) 半固態(tài)13、均勻 梯

8、形 14、極限承載力 容許承載力15、觸變性三、簡(jiǎn)答題：1、分層總和法的含義是什么？2、朗肯土壓力理論與庫(kù)倫土壓力理論之間的異同點(diǎn)是什么？3、1958年某地?fù)屝掼F路，在一段原來為水塘的地段（塘底為軟粘土）填筑路基，填筑速度很快，不久發(fā)現(xiàn)填土面明顯降低，而在路基外的洼地隆起，試說明產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因。4、土的自重應(yīng)力在任何情況下都不會(huì)引起土層的變形嗎？為什么？5、分別指出下列變化對(duì)主動(dòng)土壓力及被動(dòng)土壓力各有什么影響？（1）內(nèi)摩擦角變大；（2）外摩擦角變??；（3）填土面傾角增大。6、試根據(jù)土中應(yīng)力理論，闡述均布條形荷載下地基中附加應(yīng)力的分布規(guī)律。7、某地基土滲透系數(shù)很小，若在其上修建建筑物，需驗(yàn)算

9、不同時(shí)期的穩(wěn)定性，試問：（1）若采用快速施工，驗(yàn)算竣工時(shí)地基穩(wěn)定性應(yīng)采用什么試驗(yàn)方法確定土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)？為什么？（2）若采用慢速施工，驗(yàn)算竣工時(shí)地基穩(wěn)定性應(yīng)采用什么試驗(yàn)方法確定土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)？為什么？8、分別指出下列變化對(duì)主動(dòng)土壓力及被動(dòng)土壓力各有什么影響？（1）內(nèi)摩擦角變大；（2）外摩擦角變?。唬?）填土面傾角增大。9、土骨架包括哪幾部分結(jié)構(gòu)，為什么把結(jié)合水劃入土骨架結(jié)構(gòu)中？1、分層總和法，即在地基沉降計(jì)算深度范圍內(nèi)劃分為若干分層，計(jì)算各分層的壓縮量，然后求其總和。地基沉降計(jì)算深度是指自基礎(chǔ)底面向下需要計(jì)算壓縮變形所達(dá)到的深度，亦稱地基壓縮層深度。通常假定地基土壓縮時(shí)不考慮側(cè)向變形，采用

10、側(cè)限條件下的壓縮性指標(biāo)。2、（1）兩種理論分別根據(jù)不同的假設(shè)，以不同的分析方法計(jì)算土壓力，只有在最簡(jiǎn)單的情況下，兩種計(jì)算結(jié)果才相同，否則將得出不同的結(jié)果。（2）朗肯土壓力理論應(yīng)用半空間中的應(yīng)力狀態(tài)和極限平衡理論，為了滿足邊界條件，必須假定墻背是直立的、光滑的，墻后填土是水平的。該理論忽略了墻背與填土之間的摩擦影響，使計(jì)算的主動(dòng)土壓力偏大，被動(dòng)土壓力偏小。（3）庫(kù)倫理論根據(jù)墻后土楔的靜力平衡條件推導(dǎo)出計(jì)算公式，并可用于墻背傾斜，填土面傾斜的情況。假定填土是無(wú)粘性土，不能直接計(jì)算粘性土和粉土的土壓力。庫(kù)倫理論假定破壞是一平面，實(shí)際上破壞面是一曲面。3答：粘性地基強(qiáng)度性狀是很復(fù)雜的。對(duì)于同一種土，強(qiáng)

11、度指標(biāo)與試驗(yàn)方法以及試驗(yàn)條件都有關(guān)。路基填筑速度很快，說明加載速率大，且軟粘土的透水性不良，因此填土荷載產(chǎn)生的孔隙水壓力無(wú)法消散，土體中剪應(yīng)力超過了飽和軟粘土不固結(jié)不排水抗剪強(qiáng)度，形成了一連續(xù)的滑動(dòng)面，地基發(fā)生整體剪切破壞。其特征是填土面下沉，路基外的洼地隆起。4、土中自重應(yīng)力在有些情況下會(huì)引起土層的變形。這是因?yàn)閷?duì)于成土年代長(zhǎng)久，土體在自重應(yīng)力作用下已經(jīng)完成壓縮固結(jié)，土自重應(yīng)力不會(huì)引起土層的變形。對(duì)于欠固結(jié)土，由于沉積后經(jīng)歷年代時(shí)間不久，其自重固結(jié)作用尚未完成，自重應(yīng)力會(huì)引起土層的變形。地下水位下降，使地基中有效自重應(yīng)力增加，從而也會(huì)引起土層的變形。5、（1）根據(jù)庫(kù)倫土壓力理論，在G保持不變

12、的情況下，當(dāng)增加時(shí)，減小，其所對(duì)應(yīng)的邊也減小，可知主動(dòng)土壓力減小。同理，被動(dòng)土壓力增加。（2）外摩擦角變小，主動(dòng)土壓力減小。被動(dòng)土壓力增加。（3）填土面傾角增大，主動(dòng)土壓力增加。6、（1）不僅發(fā)生在荷載面積之下，而且分布在荷載面積以外相當(dāng)大的范圍之下，這就是所謂地基附加應(yīng)力的擴(kuò)散分布；（2）在離基礎(chǔ)底面（地基表面）不同深度z處各個(gè)水平面上，以基底中心點(diǎn)下軸線處的為最大，隨著距離中軸線愈遠(yuǎn)愈?。唬?）在荷載分布范圍內(nèi)之下任意點(diǎn)沿垂線的值，隨深度愈向下愈小。7、某地基土的滲透系數(shù)很小，則可判定為粘性土。粘性土強(qiáng)度性狀是很復(fù)雜的，不同的試驗(yàn)方法以及試驗(yàn)條件會(huì)導(dǎo)致不同的強(qiáng)度指標(biāo)。（1）采用快速施工時(shí)，

13、地基土的透水性較差，故可采用不固結(jié)不排水試驗(yàn)或直剪試驗(yàn)來確定強(qiáng)度指標(biāo)。（2）慢速施工時(shí)，地基荷載增長(zhǎng)速率較慢，但地基土透水性較差，故可考慮采用固結(jié)不排水或固結(jié)快剪試驗(yàn)來確定強(qiáng)度指標(biāo)。8、（1）根據(jù)庫(kù)倫土壓力理論，在G保持不變的情況下，當(dāng)增加時(shí)，減小，其所對(duì)應(yīng)的邊也減小，可知主動(dòng)土壓力減小。同理，被動(dòng)土壓力增加。（2）外摩擦角變小，主動(dòng)土壓力減小。被動(dòng)土壓力增加。（3）填土面傾角增大，主動(dòng)土壓力增加。9、土骨架是指土的固體顆粒、結(jié)合水及其他膠結(jié)物質(zhì)的總和。把結(jié)合水劃入土骨架，是因?yàn)樗芡亮１砻嬉ψ饔枚环乃W(xué)規(guī)律的支配，并且它能在土粒之間傳遞法向力和切向力。因此，從受力角度，可以把它與土顆

14、粒劃在一起。五、計(jì)算題1、從某土層中取原狀土做試驗(yàn)，測(cè)得土樣體積為50cm3，濕土樣質(zhì)量為98g，烘干后質(zhì)量為77.5g，土粒相對(duì)密度為2.65。計(jì)算土的天然密度、干密度、飽和密度、有效密度、天然含水量、孔隙比、孔隙率及飽和度。解：已知 2、某砂土土樣的密度為1.77，含水量為9.8%，土粒相對(duì)密度為2.67，烘干后測(cè)定最小孔隙比為0.461，最大孔隙比為0.943，試求孔隙比和相對(duì)密實(shí)度，并評(píng)定該砂土的密實(shí)度。 解 所以該砂土的密實(shí)度為中密。3、一個(gè)體積為的原狀土樣，其濕土質(zhì)量為0.1kg，烘干后質(zhì)量為0.07kg，土粒相對(duì)密度為2.7，土的液限，塑限。求：(1)土的塑性指數(shù)和液性指數(shù)，并確

15、定該土的名稱和狀態(tài)。(2)設(shè)土粒相對(duì)密實(shí)度為2.7，求土樣壓縮穩(wěn)定后的孔隙比和飽和度。解：(1)已知 (2)壓密前干密度 由，得： 壓密前孔隙比：壓密后孔隙比：孔隙比減少：4、有一砂層，其天然飽和重度，土粒相對(duì)密度為2.7，試驗(yàn)測(cè)得此砂最松時(shí)裝滿1000容積需干砂1450g，最密實(shí)狀態(tài)時(shí)需要干砂1750g。求相對(duì)密實(shí)度是多少？解：由，得，得砂最松時(shí)，砂礫體積砂最密時(shí)，砂礫體積：5、某工程地基的土層分布、地下水位及各層土的天然重度、靜止側(cè)壓力系數(shù)如圖1所示，其下為透水層，試計(jì)算并繪出地基的豎向自重應(yīng)力及側(cè)向自重應(yīng)力分布圖。圖1 地基土層分布圖解：(1)計(jì)算土層不同位置的豎向自重應(yīng)力：的分布圖如圖

16、3(a)所示。(2)計(jì)算土層不同位置的側(cè)向自重應(yīng)力：的分布圖如圖3(b)所示。由于B點(diǎn)上下值不同，所以分布圖在B點(diǎn)出現(xiàn)突變。6：已知某工程地基為飽和粘土層，厚度為8.0m，頂部位薄砂層，底部為不透水的巖層，如圖2所示，基礎(chǔ)中點(diǎn)O下的附加應(yīng)力：在基底處為240KPa,基巖頂面為160KPa。粘土地基的孔隙比。滲透系數(shù)。求地基沉降量與時(shí)間的關(guān)系。圖2 地基示意圖解：1、土層的最終沉降量為： 2、附加應(yīng)力的比值為：3、假定地基平均固結(jié)度分別為25%、50%、75%和90%4、計(jì)算時(shí)間因子由與查圖(書P125)曲線橫坐標(biāo)可得0.04，0.175，0.45，0.845、計(jì)算相應(yīng)的時(shí)間地基土的壓縮系數(shù)：

17、滲透系數(shù)單位換算：計(jì)算固結(jié)系數(shù)：時(shí)間因子：計(jì)算相應(yīng)時(shí)間：列表計(jì)算：系數(shù)時(shí)間因子時(shí)間沉降量251.50.041.825.32501.50.175810.64751.50.4520.415.96901.50.8438.219.17得到關(guān)系曲線如圖3所示：圖3 地基沉降與時(shí)間關(guān)系圖7：不透水非壓縮巖層上面有一層厚10m的正常固結(jié)飽和粘土層，由于地面上條形荷載的作用，在該層中產(chǎn)生的附加應(yīng)力如圖4所示。已知該土層的物理力學(xué)性質(zhì)為：初始孔隙比，壓縮系數(shù)，滲透系數(shù)。試問：加荷一年后，地基的變形為多少厘米？ 圖4 地基示意圖解： 由于近似作為單向固結(jié)計(jì)算，把附加應(yīng)力圖形作為初始超孔隙水壓力圖形，所以：圖5 (

18、a)豎向自重應(yīng)力分布圖 (b)側(cè)向自重應(yīng)力分布圖8、某矩形地基，長(zhǎng)度2.0m，寬度為1.0m，作用有均布荷載P=100kPa，如圖6所示。計(jì)算此矩形面積的角點(diǎn)A、邊點(diǎn)E、中心點(diǎn)O，以及矩形面積外F點(diǎn)和G點(diǎn)下，深度z=1.0m處的附加應(yīng)力。圖6 計(jì)算基底壓力圖解：1、計(jì)算角點(diǎn)A下的應(yīng)力 ，查表得應(yīng)力系數(shù)。所求應(yīng)力為： 2、計(jì)算邊點(diǎn)E下的應(yīng)力 作輔助線IE，將原來矩形ABCD劃分為兩個(gè)相等的小矩形EADI和EBCI。 在矩形EADI中： ，查得應(yīng)力系數(shù)。所求應(yīng)力為： 3、計(jì)算中心點(diǎn)O下的應(yīng)力 作輔助線，將原來矩形ABCD劃分為四個(gè)相等的小矩形OEAJ、OJDI、OICK和OKBE。 在小矩形OEA

19、J中： ，查得應(yīng)力系數(shù)。所求應(yīng)力為：4、計(jì)算矩形面積外F點(diǎn)下的應(yīng)力作輔助線，將原來矩形ABCD劃分為兩個(gè)長(zhǎng)矩形FGAJ、FJDH和兩個(gè)小矩形FGBK、FKCH。 在長(zhǎng)矩形FGAJ中： ，查得應(yīng)力系數(shù)。 在小矩形FGBK中：，查得應(yīng)力系數(shù)。所求應(yīng)力為：5、計(jì)算矩形面積外G點(diǎn)下的應(yīng)力作輔助線BH、HG和CH，將原來矩形ABCD劃分為一個(gè)大矩形GADH和一個(gè)小矩形GBCH。 在大矩形GADH中： ，查得應(yīng)力系數(shù)。 在小矩形GBCH中：，查得應(yīng)力系數(shù)。所求應(yīng)力為：9、已知地基中某點(diǎn)受到大主應(yīng)力、小主應(yīng)力的作用，試求：（1）最大剪應(yīng)力值及最大剪應(yīng)力作用面與大主應(yīng)力面的夾角；（2）作用在與小主應(yīng)力面成30

20、°角的面上的法向應(yīng)力和剪應(yīng)力。解 （1）摩爾應(yīng)力圓定點(diǎn)所代表的平面上的剪應(yīng)力為最大剪應(yīng)力，其值為：該平面與大主應(yīng)力作用面的夾角為 （2）若某平面與小主應(yīng)力面成30°，則該平面與大主應(yīng)力面的夾角為：該面上的法向應(yīng)力和剪應(yīng)力計(jì)算如下：10、某土壓縮系數(shù)為0.16MPa-1，強(qiáng)度指標(biāo)。若作用在土樣上的大小主應(yīng)力分別為和，問：（1）該土樣是否破壞？（2）若小主應(yīng)力為，該土樣能經(jīng)受的最大主應(yīng)力為多少？ 解 （1）破裂角 由上面的計(jì)算，可以得到該土樣不會(huì)發(fā)生破壞。 （2）若最小主應(yīng)力為，則該土樣經(jīng)受的最大主應(yīng)力為：10、已知：地基土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。求：當(dāng)?shù)鼗心滁c(diǎn)的最大主應(yīng)力，而小主應(yīng)力為多少時(shí)，該點(diǎn)剛好發(fā)生剪切破壞？解 根據(jù)題意得到：11：已知地基土中某點(diǎn)的最大主應(yīng)力為，最小主應(yīng)力為。繪制該點(diǎn)應(yīng)力狀態(tài)的莫爾圓。求最大前應(yīng)力值及作用面的方向，并計(jì)算與最大主應(yīng)力面呈夾角的斜面上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力。解：(1)取直角坐標(biāo)系，在橫坐標(biāo)上按比例確定和位置，以作為圓心，以作為半徑，可以繪出摩爾應(yīng)力圓，如圖7 所示。圖7(2)最